Voice over IP - Marktanalyse und Perspektiven IP-basierter Kommunikation


Hausarbeit, 2003
25 Seiten, Note: 1,0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungen

1 Einführung

2 Was bedeutet Voice over IP
2.1 Klassische Telekommunikation
2.2 Konvergenz von Sprach- und Datennetzen
2.3 Anforderung an VoIP
2.3.1 Eigenschaften von Sprache
2.3.2 Zuverlässigkeit von Telefonie
2.3.3 Verzögerungszeiten bei der Sprachübertragung..
2.4 Vor- und Nachteile von VoIP

3 Marktanalyse
3.1 Klassifizierung der Einsatzbereiche
3.1.1 VoIP für Telefonnetzbetreiber
3.1.2 VoIP für Geschäftskunden
3.1.3 VoIP für Privatkunden
3.2 Produktvergleich

4 Perspektiven und Ausblick
4.1 Szenarien für die Migration
4.2 Tendenzen und Marktpotential

5 Summary

Anhang A

Anhang B

Anhang C

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Die klassische Struktur des Telefonnetzes

Abbildung 2 Übertragungsrate pro US$ bei klassischer und IP-Technik ...

Abbildung 3 Migrationsszenario 1 - IP Offload

Abbildung 4 Migrationsszenario 2 - Einsatz einer IP-fähigen Nebenstellenanlage

Abbildung 5 Voice over IP Hype Cycle

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 Ausfallzeiten und Verfügbarkeit von Internetservern

Tabelle 2 Verbreitung von Telefon und Internet im Jahr 2001

Tabelle 3 Softswitches, Gatekeepers, Gateways

Tabelle 4 IP-fähige Nebenstellenanlagen

Tabelle 5 Softwarelösungen - Softphones

Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einführung

Seit Mitte der 1990er Jahre findet man den Begriff „Voice over IP“ in ein- schlägigen Medien und in den Diskussionsrunden standardgebender Organi- sationen. Damals wurde erkannt, dass es in absehbarer Zeit nötig werden würde, die bis dahin existierenden Telefonienetzwerke und die Datennetz- werke zusammenzuführen. Seitdem wurden viele Anstrengungen unter- nommen, diesem Ziel näher zu kommen. Heute existiert eine Vielzahl von Lösungen, die hauptsächlich für die schrittweise Migration von klassischer Telefonie hin zu IP-basierter Telefonie geschaffen wurden.

In dieser Hausarbeit wird zunächst erklärt, was „Voice over IP“ bedeutet und welche Grundlagen es dafür gibt. Desweiteren erfolgt ein Vergleich von klassischer und IP-basierter Telekommunikation. Danach werden verschiedene Lösungsansätze klassifiziert und aktuelle Produkte vorgestellt. Am Ende werden Migrationsszenarien erläutert und ein Ausblick auf das zukünftige Potenzial von „Voice over IP“1 gegeben.

2 Was bedeutet Voice over

2.1 Klassische Telekommunikation

In weiten Teilen der Welt existiert heute ein Telefonnetz, welches in seinen Ursprüngen und in seiner Struktur Mitte der 1920er Jahre entwickelt wurde. Damals wurde das Telefonieren weiten Teilen der Bevölkerung zugänglich gemacht. In den 1970er Jahren begann die Digitalisierung dieser Netze, welche heute im Bereich der Vermittlungsstellen abgeschlossen ist. Im pri- vaten Bereich (beim Endkunden) ist diese Technik jedoch noch weit ver- breitet2. An der Netzstuktur hat sich in den vergangenen 80 Jahren wenig geändert. Das Telefonnetz ist ein hierarchisch organisiertes Netz. Die Hauptkomponenten sind Vermittlungsstellen und Endgeräte. Die Vermittlungsstellen befinden sich unter der Kontrolle von Telefonnetz- betreibern (Carrier). Zu den Endgeräten gehören Telefone (gleichermaßen ISDN- und Ananloggeräte), Faxgeräte, Nebenstellenanlagen (PBX), Computermodems etc. Die Hierarchie ergibt sich aus den verschiedene Funktionen, die die Vermittlungsstellenübernehmen. Es gibt im Wesent- lichen Ortsvermittlungsstellen (OVst), welche die Endgeräte anbinden, Fernvermittlungsstellen (FVst), die die Ortsvermittlungsstellen eines Netzes verbinden und Transitvermittlungsstellen (TVst), welche die Übergänge in Netze anderer nationaler und internationaler Telefonnetzbetreiber her- stellen3. Folgendes Bild verdeutlicht diesen Sachverhalt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 Die klassische Struktur des Telefonnetzes

Transitvermittlungsstellen im Einsatz. Die Zahl der Fernvermittlungsstellen ist nicht bekannt. (Quelle: o.V., Ein analytisches Kostenmodell für das nationale Verbindungsnetz, 1999, S. 25, 32) Das wichtigste Merkmal des Telefonnetzes ist, dass es ein leitungsvermittelndes Netz ist. Das bedeutet, dass bei einem Anruf ein Sprachpfad vom Anrufer zum Angerufenen aufgebaut wird. Dieser Sprachpfad besteht für die gesamte Dauer der Verbindung. Es spielt dabei keine Rolle, ob diese Verbindung tatsächlich genutzt wird oder nicht. Man denke dabei z. B. an Gesprächspausen oder Warteschleifen.

2.2 Konvergenz von Sprach- und Datennetzen

Neben dem Telefonnetz entwickelten sich im Laufe der Zeit viele andere Netze, die zumeist beliebige Daten transportieren können. Das bekannteste Beispiel dafür dürfte das Internet sein. Es ist ein paketvermittelndes Netz, in welchem Datenpakete bestimmter Größeüber beliebig viele Zwischen- stationen von Sender zum Empfänger gelangen. Dabei besteht keine perma- nente Verbindung, sondern es werden je nach Bedarf Datenpakete ausge- tauscht.

Mit der weiten Verbreitung des Internets seit Mitte der 1990er Jahre wuchs das Datenaufkommen stark an. Die Einwahl ins Internet erfolgte damals hauptsächlichüber klassische Telefonleitungen. In den Vermittlungsstellen der Telefonnetzbetreiber wurden Sprache und Daten getrennt, weshalb diese sowohl Sprach- als auch Datendienste zur Verfügung stellten. Das bedeutete jedoch auch, dass die Telefonnetzbetreiber nun zwei Netze betreiben muss- ten und dass die Kapazitäten der Vermittlungsstellen immer mehr durch Datenverkehr aufgezehrt wurden. Daher kam die Idee der Konvergenz von Sprach- und Datennetzen auf, welche wesentlich durch den Kostendruck in der Telekommunikationsindustrie forciert wurde. Heute kommt auch auf Seiten der Endkunden immer mehr der Wunsch auf, schnelle Datendienste und Telefonie zu verschmelzen.

2.3 Anforderung an VoIP

Die Anforderungen an VoIP lassen sich aus den Eigenschaften klassischer Telefonnetze ableiten. Das klassische Telefonnetz (Plain Old Telephony System, POTS oder Public Switched Telephony Network, PSTN) ist für die Anforderungen von Sprachübertragung optimiert. Es ist einfach zu be- nutzen, fastüberall verfügbar und weitgehend standardisiert. Zudem weist es eine sehr hohe Zuverlässigkeit auf, hat niedrige Verzögerungszeiten bei der Sprachübertragung und generiert einen hohen Umsatz für die Telefon- netzbetreiber. Der weltgrößte Telefonnetzbetreiber Verizon, ehemals Bell Atlantic, machte z. B. im Festnetz im Jahr 2001 mit 58,6 Mill. Kunden bei einem Umsatz von 42 Mrd. US$ einen operativen Gewinn von 9,2 Mrd. US$4.

VoIP muss all diese Eigenschaften der klassischen Telefonie bieten, besser nochüberbieten. Im Folgenden sollen einige dieser Eigenschaften und deren Übertragung in die IP-basierte Welt genauer beleuchtet werden.

2.3.1 Eigenschaften von Sprache

Die menschliche Sprache ist analog, d. h. sie besteht aus sichüberlagernden Wellen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude. Die Übertragung von Sprache jedoch erfolgt heute digital. Das bedeutet, dass die Sprache zunächst digitalisiert werden muss. Die gewöhnliche menschliche Sprache umfasst Frequenzen bis zu 4000 Hz. Das Nyquist-Theorem besagt, dass man ein analoges Signal mit der doppelten maximalen Signalfrequenz abtasten muss, wenn man es vollständig erfassen will5. Daher wird ein Sprachsignal 8000 mal pro Sekunde erfasst. Jeder erfasste Wert wird mit 8 Bit quantisiert, so dass sich eine Bandbreite von 64 Kilobit pro Sekunde ergibt. Dieses Verfahren wurde von der International Telecommunication Union (ITU), dem wohl wichtigsten Standardisierungsgremium der Telekommunikationsindustrie, mit der Empfehlung G.711 standardisiert6 und ist heute Grundlage aller Telefonnetze. Dieses Verfahren kann auch bei VoIP angewandt werden. Es existieren jedoch Sprachkodierungsverfahren, welche zum Beispiel Gesprächspausen und andere Redundanzen beachten und so die verfügbare Bandbreite besser nutzen. Alle heute verfügbaren VoIP-Produkte beherrschen zumindest G.711.

2.3.2 Zuverlässigkeit von Telefonie

Heutige Telefonnetze bieten eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Sie liegt bei 99,999%, was einer jährlichen Ausfallzeit von maximal 5 Minuten ent- spricht. Diese Zuverlässigkeitsstufe wird auch als Carrier Grade bezeichnet7 und kennzeichnet das Niveau, welches VoIP mindestens erreichen muss. Als Vergleichswert sollen hier die Zahlen von ausgewählten Internetservern dienen. Der Test wurde vom Computermagazin c'tüber 32 Tage durch- geführt8. Eine Hochrechnung auf das gesamte Jahr ergibt folgende Werte:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 Ausfallzeiten und Verfügbarkeit von Internetservern

Hieran wird deutlich, dass heute verfügbare Internetserver noch nicht die erforderliche Marke von 99,999% erreichen.

2.3.3 Verzögerungszeiten bei der Sprachübertragung

Bei Untersuchungenüber die Kommunikation mittels Telefon hat man herausgefunden, dass bei der Sprachübertragung die Verzögerungszeit (End-to-end delay) eine kritische Größe ist. Bei zu hohen Verzögerungs- zeiten kommt es zu Konfusion und Frustration bei den Nutzern. Eine maxi- male Verzögerungszeit von 400 Millisekunden ist für die meisten Nutzer noch akzeptabel. Daher wurde dieser Wert von der ITU im Standard G.114 für Telefonnetze festgeschrieben.9 Die Verzögerungszeiten im Internet lassen sich auf Grund der unbekannten Route nicht vorhersagen, sie liegen aber zumeist höher als 400 Millisekunden.

2.4 Vor- und Nachteile von VoIP

Die Vorteile und damit auch die Hauptgründe für die Verbreitung von VoIP sind im Wesentlichen10:

- Integration von Sprach- und Datendiensten
- Niedrigere Kosten für die eingesetzte Technik
- Niedrigere Anforderungen an die Bandbreite
- Hohe (weltweite) Verfügbarkeit von

Die Integration von Sprach- und Datendiensten ist ein wichtiger Triebfaktor für VoIP, da es in einer multimedialen Welt wenig Sinn macht, auf der Trennung von Sprache und Daten zu beharren. Statt dessen entwickeln sich derzeitig neue Kommunikationsformen wie z.B. Video-Telefonie und Unified Messaging, bei dem eine Integration von Sprache, Fax, Email und SMS erfolgt.

[...]


1 Im folgenden wird der Begriff „Voice over IP“ mit der allgemein gängigen Abkürzung VoIP bezeichnet.

2 Die Deutsche Telekom AG hatte Ende 2001 30,3 Mill. Analoganschlüsse geschaltet. (Quelle: Deutsche Telekom AG (Hrsg.), 2001, S. 30)

3 Die Deutsche Telekom AG hatte Ende 1999 ca. 500 Ortsvermittlungsstellen und 23

4 Verizon Communications Inc. (Hrsg.), 2001, o.S.

5 Proakis, 2000, S. 13

6 ITU (Hrsg.), Recommendation G.711, 1988, S. 3

7 Collins, 2001, S. 2

8 Schmidt, 2000, S. 174

9 ITU (Hrsg.), Recommendation G.114, 2000, S. 15ff

10 Collins, 2001, S. 7

Ende der Leseprobe aus 25 Seiten

Details

Titel
Voice over IP - Marktanalyse und Perspektiven IP-basierter Kommunikation
Hochschule
Fachhochschule für Wirtschaft Berlin  (MBA department)
Veranstaltung
Managing Information and Communication Systems
Note
1,0
Autor
Jahr
2003
Seiten
25
Katalognummer
V19369
ISBN (eBook)
9783638235129
ISBN (Buch)
9783638700436
Dateigröße
759 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Vergleich klassischer und IP-basierter Telekommunikation, Vorstellung von Lösungsansetzen und aktuellen Produkten, Migrationsszenarien
Schlagworte
Voice, Marktanalyse, Perspektiven, IP-basierter, Kommunikation, Managing, Information, Communication, Systems
Arbeit zitieren
Dipl.-Ing., MBA Andreas Birkholz (Autor), 2003, Voice over IP - Marktanalyse und Perspektiven IP-basierter Kommunikation, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/19369

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